Vertiefungsfach

Weiche kondensierte Materie und Biologische Physik(Soft condensed matter and biological physics)

Theorie + Experiment

Interdisziplinäre Aspekte: physikalische Chemie, Materialforschung, Biologie.

Vermittlung der spezifischen theoretischen und experimentellen Konzepteder Physik der weichen kondensierten Materie und der Biologischen Physik

Vorlesende:

Prof. F. Jülicher, Prof. A. Fery, Prof. J. Guck, Prof. S. Diez, Prof. S. Grill Prof. J.-U. Sommer, Prof. Dr. Karim Fahmy

Experiment

Simulation Theorie

Große Abstände-weniger Konformationen

Hermann Staudinger (1881 - 1965)

Kleine Abstände-viele Konformationen

Eigenschaften von Polymerketten durchKonformations-Entropie dominiert

PolymerePolymere

Entropische Kraft

f =−T ∇ S x

R

X

X0

Z= ∫Pfade

exp {−1kT∫0

N

dsV (r (s))}Übergang zurkontinuierlichenBeschreibung

Äußere Wechselwirkungen

Z=∫D [r (s)]exp {−d2∫0

N

ds(d rds

)2

−1kT ∫0

N

dsV (r (s))}

Weg (Funktional) Integral

Kettenzusammenhang (Gauss)

Differentielle Formulierung für Abstandsverteilung:

(Feynman)

G (x , x0 ; N )=Z (x , x0 ; N )

Z

Polymere

∂∂ N

G=l 2

2dΔ xG−

1kTV (x)⋅G

forminvariant zur Schrödingergleichung

Intelligente Oberflächen

=1 /1 /2

hydrophilic (A)hydrophobic (B)

Schalten derOberflächeneigenschaften

Wesentliche Eigenschaften

Hydrophile Kopfgruppen

Hydrophobe Ketten

Gitter Monte Carlo Modell (BFM)

Biologische Membranen und Universalität

H=0(hydrophil)

H=1(hydrophob)

H=0.68(Adsorptionsübergang)

z

FH=0

z

FH=1

“closed”

“closed”

z

FH T> H A

H A≃0.667

H T≃0.73

Hydrophobic balance

“open”

z

FH A> 1/2

ξ surface adsorption

“open/closed”

Ein neues Prinzip des Transports durch Membranen

Analytische und numerische LösungBachelorarbeiten: Tony Müller (2013)Jasper Bathmann (2014)

∂∂ N

G=l 2

2dΔ xG−

1kTV ( x)⋅G

Vertex Model

Cell mechanics, cell adhesionCell shapes, tissue growth

Biophysik von Zellgeweben

Mathematische Modelle für Biologische Systeme und Prozesse

Experimentelle Biophysik

Prof. Dr. Stefan Diez

Prof. Dr. Joachim Guck(Humboldt Professor)

Biotechnologisches Zentrum Dresden

Molecular Bioingeneering Dresden B Cube

Max Planck Institut für Zellbiologie und Genetik

Lesende Hochschullehrer

Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf

Prof. Dr. Karim Fahmy Prof. Dr. Stefan Grill

Theoretische Biophysik

Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme

Prof. Dr. Frank Jülicher

Lesende Hochschullehrer

Experimentelle und Theoretische Polymerphysik

Hohe Straße 6D-01069 Dresdenwww.ipfdd.de

Prof. Dr. Andreas Fery Prof. Dr. Jens-Uwe Sommer

Lesende Hochschullehrer:

Einführung in die Physik der weichen kondensierten Materie(obligatorisch im 6. oder 8. Semester)

Einführung in die Physik der weichen kondensierten Materie(obligatorisch im 6. oder 8. Semester)

3+1

Einführung in die Biophysik (2)Einführung in die Biophysik (2)

Theoretische Biophysik (2+1)Theoretische Biophysik (2+1)

Nanooptics (2)Nanooptics (2)

Theoretische Polymerphysik (2+1)Theoretische Polymerphysik (2+1)

6. SemSoSe

WiSe

SoSe

Laborpraktikum Biophysik/Polymere (4)Laborpraktikum Biophysik/Polymere (4)

Numerik und Computersimulationen in der weichen kondensiertenMaterie mit Computerübungen (2+2)

Numerik und Computersimulationen in der weichen kondensiertenMaterie mit Computerübungen (2+2)

Skalenkonzepte der Polymerphysik (2)

Skalenkonzepte der Polymerphysik (2)

Biophysikalische Methoden (2)Biophysikalische Methoden (2)

Vorlesungsangebot

Biologische Hydrodynamik (2)Biologische Hydrodynamik (2) S. K. der Thermodynamik und Statistischen Physik (3+1)

S. K. der Thermodynamik und Statistischen Physik (3+1)

Inhalte

Phasenübergänge

Theoretische Modelle für Polymerketten, Flüssigkristalle

Physikalische Konzepte in biologischen Systemen

DNA, Motor-Proteine, Lipid-Membranen

Polymerlösungen, Netzwerke, Nano-Strukturen, Polyelektrolyte

Experimentelle Methoden zur Strukturaufklärung in der Biophysik

Experimentelle Methoden zur Strukturaufklärung in der Polymerphysik

NMR, Streumethoden, Mikroskopie,dynamisch-mechanische Methoden,biochemische/proteomische Methoden,Computersimulationen

Obligatorische Einführungsvorlesung

Einführung in die Physik der weichen kondensierten Materie(obligatorisch im 6. oder 8. Semester)

Einführung in die Physik der weichen kondensierten Materie(obligatorisch im 6. oder 8. Semester)

3+1

Thermodynamik und statistische Physik der Phasenübergänge

Konzepte der Physik der Polymere

Konzepte der Physik der Flüssigkristalle

Ausgewählte Probleme der Biologischen Physik

Kenntnisse der Thermodynamik und statistischen Physik

Interesse an komplexen Systemen

Prüfungsleistungen

Inhalt der obligatorischen Grundlagenvorlesung +

Konzepte aus 2 gewählten Vorlesungen der Vertiefung

Praktikum oder Computerübungen

Informationen + Bachelorthemen

www.ipfdd.de/wkmbp

Vielen Dank für Ihr Interesse!